UNIVERSIDADE TUIUTI DO PARANA FACULDADE DE CIENCIAS EXATAS E TECNOL6GICAS - FCET MONOGRAFIA APRESENTADA PELO ALUNO : JOSE MARCOS BROLESI CURSO DE p6s - GRADUAQAo - GESTAo AMBIENTAL E QUALIDADE DE VIDA BIODEGRADAC;:AO DE AGROTOXICOS ) CURITIBA - PARANA 2000
43
Embed
BIODEGRADAC;:AO DE AGROTOXICOS - tcconline.utp.brtcconline.utp.br/media/tcc/2016/05/BIODEGRADACAO-DE-AGROTOXICOS.pdf · de tecnologias apropriadas mostrou-se amplo, contudo 0 desenvolvimento
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
UNIVERSIDADE TUIUTI DO PARANAFACULDADE DE CIENCIAS EXATAS E TECNOL6GICAS - FCET
MONOGRAFIA APRESENTADA PELOALUNO : JOSE MARCOS BROLESI
CURSO DE p6s - GRADUAQAo - GESTAoAMBIENTAL E QUALIDADE DE VIDA
BIODEGRADAC;:AO DE AGROTOXICOS
)
CURITIBA - PARANA2000
SUM ARlo
SUMARIO iii
RESUMO .. ...iv
1 INTRODU(:AO 01
EVOLU(:AO RECENTE DA PRODU(:AO E DO CONSUMO ... . 03
2REVISAO BIBLIOGRAFICA 25
2.1 Aspeclo Ecol6gico Microbiano ....
2.1.2 Bacterias ...
2.1.2 Fungos ...
2.2 Agrot6xicos ...
. 25
. 26
. 27
. 28
2.3 Proccsso de Biodcgrada<;8o 29
2.4 Proccsso de Bic - rcmedia.;ao 30
.. 31
3MATERIAL E METODOS 32
3.1 Area Gcogrilfica... . 32
3.2 Destino das Embalagens... . 32
2.5 Bio-reatores ....
3.3 Processo de Lavagem de Embalagens .32
3.4 Sistema de Lavagem ... . 33
3.5 Residua de Lavagem 33
3.6 Sistenla de Biodegradayao 33
3.7 Microorganismos Degradanles 33
4 CONSIDERA(:OES FINAlS .... . 35
5 CONCLUSAO ...
ABSTRACT ..
. 36
...37
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 38
iii
RESUMO
A presente monografia visa conhecer biosistemas que auxiliem na degrada~ao bio16gica
dos agrot6xicos, considerando-sc as interayoes ambientais c fisico-quimicas. 0 conhecimento
de tecnologias apropriadas mostrou-se amplo, contudo 0 desenvolvimento de melorlos
microbianos, para transformar molcculas quimicas, tern potencial nas complexidadcs de
rcac;ocs quimicas, conjuga9ao c dcgradayao. Os processos de biodegradattao e bio -
remediayuo sao ferramcntas biologicas que demonstram grande capacidade na aiterayl'io
molecular de contaminantcs, os quais podcm provocar poluiyao ambienta!.
iv
INTRODUC;AO
A pesquisa cientifica voltada para a utiliza<y3o das substancias quimico - organicas como
defensivos agricolas foi iniciada na d6cada de 1920, mas s6 depois da Segunda Ouerra
Mundial tais produtos passaram a desernpenhar papel de crescente relevancia na agricuhura. A
procura de agentes quimicos apropriados a fms militares ucabou levando a sintese de
numerosos produLos organicos dOlados de propricdades biocidas e, portanto, passivcis de
utiliza~ao contra plantas e animais nocivos. No rastro dessas descobertas, oeorreu a introduyao
de um cicio de inova~oes primarias que alterou profundamcnte a tecnologia agricola,
especialmente nos Estados Unidos, onde a produtividade do selor primario foi pressionada
para cima pela elevay80 do pre90 da terra, a reduyao do contigente de mao-de-obra ocupado
no setor, a divcrsificay80 do consumo urbano eo aumcnto das exigencias relativas a qualidadc
e a aparencia dos produtos. Ao contrario do que ocorrera durante a recessao dos anos 30, a
elevada taxa de lucro dos agricultores abriu novos mercados para a industria quirnica,
cstimulando a introdu9ao das inova~ocs que vinham sendo gestadas havia longo tempo.
A fase de incerteza sobre a eficacia dos novos produtos fora superada pelo avanc;:o das
pesquisas com 0 ODT( na Suiya), com outros insetieidas organo-c1orados (na Alemanha) e
com herbicidas derivados do acido fenoxiacetico (na Inglatcrra), tornando possivel sua
prodw;:ao a preyos compativeis com a estrutura de custos enHio vigente na agricultura dos
paises mais adiantados. A lideranya das inovayoes ncssa area pertenceu desde 0 inicio as
grandes empresas do complexo quimico, a saber: LO. Farbeindustrie, Rhone-Poulanc e
Imperial Chemical Industries (na Europa), e Dow Chemical, Ou Pont de Neumors, Union
Carbide e Cyanamid (nos Estados Unidos).
o novo ramo industrial se estruturou e se expandiu em nivel mundiaI no comando de urn
proccsso de substituiyao dos produtos naturais ou inorganicos, ate entao usados como
defensivos agricolas, pelos produlos organossinteticos, produzidos em larga eseala e dOlados
de maior capacidade de ayao biologica, maior amplitude, maior potencia, qualidade mais
uniforme e ofen a mais ehistica. 0 ritmo de substituiyao das antigas rormas de combate as
pragas (que tambCm incluiam 0 controle bioJ6gico) pode ser verificado na figura I.
Ao contrftrio dos produtos inorganicos, cujas matcrias-primas cram acessiveis mo
mercado, os sintclicos passaram a ser protegidos por urn sofisticado sistema de patentes e pela
pr6pria complexidade lecnol6gica de seu processamenlo. Assim, a introdw;:ao das inova~oes
primarias de que tratamos aqui foi acompanhada pelo surgirncnto de barreiras a entrada no
setor, que resultaram no aumento da concentra~ao econ6mica e financeira, ern beneficio das
empresas pioneiras.
Alcm de seu alto nivel de a~ao biol6gica, os defensivos organossinh~ticos traziam, como
caracteristica inovadora, maior capacidade de persistencia no ambiente, tomando possivel, por
longo tempo, 0 controle de pragas emergentes e de cspecies migrantes que tentassem
cstabelecer-se nas areas tratadas. No entanto. 0 uso continuado desses produtos logo
evidenciou que esta ultima caracteristica gerava importanles desequilfbrios nos ecossistemas,
pois, entre oulros cfeilOS. inter feria sohre os [alores reguladores do tamanho das diversas
popula~oes animais e vegctais prcsentes nas areas afetadas (ver "Desequilibrios biologicos e
contarnina~ao").
As altera~oes provocadas pela ayao dos defensivos sobre 0 meio agricola colocaram
novos problemas, cuja evidencia e importancia resultaram numa amplja~ao do mercado
potencial da industria que os produzia: tornava-se clara a existencia de urn amplo campo de
inova~oes secundarias, capaz de propiciar 0 desenvolvimento de novos produtos, cuja
demanda surgia exatamente no rastro da difusao dos primeiros defensivos organocJorados
lanyados comercialmente. Scja para enfrentar 0 surgimento de especies resistentes, seja para
diminuir os efeitos toxicos residuais, estabeleceram-se seqUencias compulsivas de inova~oes,
criando as condi~oes tecnicas e de mercado para a explora~ao da diferencia~ao de produtos
como instrumento privilegiado de competi((ao nesse ramo industrial.
Portamo, um intenso ritmo de introdu~ao de novos produtos tornou-se elemento basico
do progresso tecnico e da competi~ao no setor, cuja dinamica e em grande parte determinada
pclo pader de comando de algumas cmpresas sobre 0 ritmo c a direc;ao dessas inovac;oes.
relativa de herbicidas e fungicidas) e houve nit ida modificayao no perfil de lmportacrao dos
componentes (figura 5 ). Ate esbarrar, em 1980, em uma retra~ao do mercado, a produyao
desses insumos experimentou rapida evoluyao, embora isso nao se lenha traduzido em uma
clara tendencia de menores compras no mercado internacional. No ent311to, deve-sc registrar
que, na paula de importacrocs do setor, as materias-primas passaram a ocupar lugar destacado,
redefinindo, mas nao elimin311do, nossa dependencia externa. Apesar de uma nitida evoluyi'io
percentual da parLicipayao da produy3o nacional do consumo interno, mostrada oa figura 6,
tambCm nao houve significativa transferencia de tecnologia.
A mudancra no perfil das importayoes, com aumento da compras externas de
materias-primas e diminuiyao relativa das compras de produtos lecnicos, trouxe vantagens
economicos ao pais. Comparando os allOs de 1970 e 1980, a figura 7 apresenta dois cenarios:
aquele que expressa a evolucrao efetiva da paula de importayoes do selor, e 0 que decorreria da
pura e simples extrapo1ayao do quadro inicial. Torna-se assim bast311te nit ida a economia
realizada pelo pais com a mudancra. Alem desse ganho imediatamente quanlificavei, deve-se
ievar em conta que a implantayao de urn novo scgmento industrial no pais traz beneficios na
gerayao interna de emprego e de renda, mesmo se ele e dominado por empresas estrangeiras. Eeste 0 caso dos defensivos: grupos nacionais dctinham apenas 24,8% do valor da produyao em
1982 (figura 8 ).
t ACltOT6XICOS NO BRASIL, EM CONCENTllACAO T"ECNICA ( EM TONELADAS)
Ano ProdUl;ao Imporb14;fio Exporta~iio Consumo Ilparentc
1970 9.798 18.030 100 27.728
1971 10.823 26.535 700 36.658
1972 13.791 50.112 1.492 62.441
1973 18.648 45.410 1.900 62.158
1974 19.795 61.191 1.530 79.456
1975 22.441 39.659 1.508 60.592
1976 18.450 38.686 2.171 54.965
1977 31.364 39.736 2.367 68.734
1978 45.534 38.065 3.831 79.768
1979 53.902 36.228 10.140 79.990
1980 48.477 40.799 8.308 80.968
1981 45.814 23.555 10.000 59.369
1982 41.297 15.536 14.000 42.533
1983 45.375 10.805 21.790 34.390
1984 59.249 15.683 24.708 50.224
Fonte: COllselho de Desenvolvimento Industrial/ Ministcrio da Illdt'lstria e Comcrcio
Ate cnHi.o, as cmprcsas do setor estavam voltadas para a importw;:ao e comerciaiiz3r;ao
de produtos tecnicos e de formulados. Hoje, as atividades de pesquisa e de desenvolvimento
cncontrarn-se concentradas em maos de empresas privadas; predominantcmentc estrangeiras,
que, no mais das vezes, se limitam a adaptar preparayoes, desenvolvidas no exterior, adisponibilidade local de materia -prima. A pesquisa por parte de instituir;oes oticiais ainda e
earente e limitada, 0 que, entre oulros fatores, dificulta 0 desenvolvirnento de novas
tecnologias e a difusao de informar;oes entre os agricultores.
o estudo do equillbrio entre diversas especies que coexistem num mesmo rueio japermite considerar promissorcs novos mCtodos que, ao contnirio do controle quimico,
admitem a convivencia com certos niveis de populac;ao de pragas, mas as impedem de
inviabilizar as culturas exatamente por causa do mancjo de seus inimigos naturais. Ainda ha
muito a fazer para generalizar e garantir a eficicncia de tais metodos em condic;oes de campo,
mas ja se pode considerar 0 controle biologico como urn dos principais componentes de
qualqucr programa de manejo integrado dc pragas. Apcsar do pequeno numero de
pesquisadores brasileiros envolvidos nessa area, bern como da falta de conhecimentos sobre a
identificaryuo taxonomica e as tecnicas de criaryao e prodw;ao de predadores, parasitoides e
entomopatogenos, ja se conseguiu aqui certo numcro de cxpcriencias comparaveis as melhores
do mundo. Sao excmplos 0 controle da broca da cana-de-aryucar (vcr Ciencia I-Toje n 0\5, pag.
10),0 dos pulgoes do trigo (vcr Ciencia Hoje n 017, pag.5\), 0 de pragas desfolhadoras do
cucalipto,o das cigarrinhas das pastagens e 0 da lagarta da soja.
Outra possibilidade intcressante e a do uso, como defensivos agricolas, de produtos
naturais, isto e, aqueles resultantes do metabolismo sccundario das plantas, animais e
microorganismos. Nao se trata de novidade: os rotenoides, as piretrinas e as nicotinas ja foram
uti!izados, no passado, com esse fim. 0 advento de tecnicas modernas permite a modificaryao
quimica desses produlos antigos (para aumcntar sua eticiencia) e a descoberta de novos, como
e 0 caso dos antibioticos produzidos por microorganismos e usados contra bacterias e [ungos.
Outro caminho, quase incxplorado no Brasil, e a tentativa de sintese de produtos que atuem
sobre os proprios mecanismos de resistencia das plantas e, desta forma, combatam
indiretamente palogenos ou pragas. Tudo isso esta praticamente por ser feito. A excec;ao mais
notave!, entre nos, na area de estudos com produtos naturais e 0 trabalho que visa a obter,
12
atraves de fermentac;uo utilizando Bacillus thuringiensis, uma prcpara9ao contra lagartas e
iepid6pteros.
Nos paises em que os agrotoxicos foram usados de forma intcnsiva e crescentc ao 10ngo
dos ultirnos 40 aIlOS, a maior parte dos recursos disponiveis para a pesquisa agricola [oi
alocada Ila busca de variedades mais produtivas. A questao da resistencia ao assedio de pragas
e docn~as foi deixada por conta do controle qufmico, criando urn situay30 que nao pode ser
revertida de uma hora para outra. A falta de tecnicas alternativas segura para a maioria das
culturas e a nccessidade de cxpansao da prodw;:ao agricola permitem conduir que 0 Brasil
dcpendeni por muita tcmpo do uso de defensivos. Estao, portanto, Ila ordem do dia a
necessidade de cuidadosa avaliayuo de seu impacto sobre 0 meio ambiente, a revisao da
lcgislayao existente e 0 incentivo it pesquisa agricola, seja para aprirnorar as tecrucas de uso
desses produtos, seja para buscar soluyoes alternativas, seja para garantir a difusao de
informa~oes sobre os principais erros cometidos pelos aplicadores, os riscos que cada produto
apresenla, os equipamentos necessarios, os sinlomas de intoxicayao e os antidotos para cada
caso.
PERIGO SA FAMiLIA
A designayao ja inaugura a polemica: ecologistas e defensores do meio ambiente falam
agrot6xicos, enquanto as industrias produtoras usanl a expressao "defensivos agricolas". Que
Os inseticidas organo-clorados sao absorvidos par via oral, respiratoria e dermica. Seu
mecanismo de 39ao nao c intciramente conhecido, sabcndo-se que atinge 0 sistema nervoso,
tanto 0 periferico com 0 central. Sendo lipossoluveis, esses compostos e seus produtos de
dcgradac;:ao depositam-sc na gordura animal, inclusive a humana, sendo conseqUentemente
cumulativos, isto c, a cada cxposic;:ao, maior quantidade se acumula no tecido adiposo. Varios
trabalhos demonstraram a cxistencia de relac;:ao dircta entre a ingestao de organo-clorados e
modificac;:oes genelicas, bern como 0 potencial cancerfgeno desses compostos. Capazes de
atravessar a placenta, sao, adcmais, potencialmente teratogenicos.
Na agricultura, os inseticidas organo-clorados silo ampiamente utilizados, 0 que causa
danos irrevcrsiveis ao meio. Produtos como 0 BHC e 0 DDT tambCm tiveram grande
aplicacrao em ambientes domcslicos ("dedetizar" virou verbo e cnlrou no dicionario). 0 BHC,
cuja comercializaryao roi proibida no Brasil no inicio de 1983, continua scndo livremente
vendido. Por diversas vezes, produtos agropecuarios brasilciros dcstinados a exportac;:ao foram
rejeitados por oulros paises em raziio do excesso de organo-clorados que continham. Isso
aconteceu com carne enlatada enviada para os Estados Unidos, queijo exportado para 0
Canada e soja para 0 Japao.
A prescflrya de organo-clorados, principalmeflte SHe e DDT, tern tambCm sido
defcctada no leite humano. Vale pondcrar, contudo, que isso nao c urn impeditivo da
amamentayao, uma vez que as crianc;:as brasileiras nascidas nos ultimos 20 anos certamente ja
trouxeram DDT no sangue e na gordura. Nos paises onde csses produtos foram proibidos, ja se
pode conslatar reduc;:ao significativa desses compostos no sangue e fla gordura humanos.
o uso dos organo-clorados em ambientes publicos e domesticos e proibido, com a (mica
excecrao do emprego do BI-Ie em campanhas de erradica~ao da malaria e da doencra de
17
Chagas. Na tentativa de cvitar ate mesmo essa aplica9ao, inlensificam-sc as pesquisas em
busca de inseticida alternat ivos, menos toxicos. Nossa opiniao, contudo, C que nenhum novo
inscticida resolvent 0 problema dessas endemias, scm duvida de canhcr economico - social.
Apesar da proibic;:ao, muitas firmas de dcdetizac;:ao de ambientes continuam a usar esses
produtos em aplicac;:oes domiciliares, em razao de sua persistencia no amhiente. Problemas
graves tern resuhado desse uso abusivo, inclusive porque nao ha. antidotos especificos para as
intoxicm;oes por organo-clofados. 0 tratamcnto visa hasicamente amenizar os sintomas e
manter 0 paciente vivo, procurando dar tempo ao organismo para que elimine 0 inseticida.
2 CASOS DE INTOXICA<;AO ATENDIDOS NO CCI DE CAMPINAS (JAN/84 A .IUN/85)
Praguicidas NUde casos %
Inseticidas
Organo-clorados 141 23,8
Organofosforados 255 43,1
Carbamalos 74 12,5
Piretrinas e piretroides 26 4,4
I-Ierbicidas 18 3,0
Outros (fungicidas, formicidas etc.) 78 13,2
Total 592 100,0
Os fosforados organicos, all organofosforados, c os carbamatos, tambem conhecidos
como inibidorcs da acctilcolinesterase, sao as inscticidas mais utilizados. Absorvidos pelas
vias dcrmica, digesliva e respiratoria, sua toxicidadc e varia veL Os efeitos que produzem sao
atribuidos principalmente a inibiryao, no organismo, da enzirna acetilcolincstcrase, 0 que
provoca uma acumula<;:ao de acetilcolina, importanle transmissor de impulsos nervosos, au
neurotransmissor. Com isso, 0 runcionamcnto de giandulas, musculos c do sistema nervoso -
inclusive 0 cerebro - c alterado. Tanto os organofosforados como os carbamatos causam
intoxicac;oes agudas graves. sendo provavelmente, entre os inseticidas. a maior causa de
18
6bitos. Os carbamatos se difercnciam dos fosforados por tcrem uma ac;ii.o de inibiy3.o da
aceti\coiineslerase bern mais curta, em razao da rapidez de sua metabolizay3.o.
Numa abordagem preliminar, 0 programa de Vigihincia Epidemiol6gica de Pesticidas
(Vepctox), implantado pelo Departamento de Medicina Preventiva e Social da Faculdade de
Ciencias Medicas da Unicamp, tern encontrado, entre os trahalhadorcs rurais examinados,
20% intoxicados per inseticidas inibidores de acetilcolinesterase. lncidencia igual tern side
constatada em outros locais do pais.
Essa c1asse de inseticidas e freqUentemente utilizada em residcncias, causando muitas
vezes graves acidentes. Ha poueo, wna empresa de dcdetizac;ao aplicou, em pn!dio do serviyo
publico federal no Rio de Janeiro, 0 inseticida paration, extremamente toxico. Ocorreram
varios casos de intoxicayao e p predio teve de ser interditado. Apos 40 dias e v<irias lavagens,
ainda se encontraram no local residuos do inseticida, que podem permanecer no arnbiente ate
seis mescs.
Os organofosforados provocarn ainda alguns efeitos retardados, como paralisia por
desmiclizayao de nervos perifericos. Recentemente, relataram-se casos de alterayao d
musculatura cardfaca. Alguns carbamatos, em especial os ditiocarbamatos, provocam reayoes
alergicas cutaneas e causam neoplasias em animais de laboratorio.
As piretrinas, os unicos inseticidas naturais ainda em uso, sao esteres extrafdos de flores
do genero chrysanthemum. Ha tambem piretrinas sinteticas, mas, quando naturais, sao
instaveis a luz e por isso em efeitos residua is, nao se prestando ao uso na agricultura. Nos
ultimos anos vern sendo desenvolvidas varias classes de piretrinas sinteticas, os piretroides,
bastante estavcis a luz c portanto usaveis tambem na agricultura. Os piretroides tern elevada
toxidadc aguda para os mamiferos, que os absorvem por todas as vias.
Piretrinas e piretroides sao subsUincias alergizantes e desencadeiam rreqUentemente
epis6dios de asma ou bronquite em crianyas. Sao os inscticidas mais usados em ambientes
domesticos, na forma de sprays ou em aparelhos onde, num pequeno aqueccdor ligado atomada, insere-se urn tablete ou uma pasta com a substancia, que e gradativamente liberada.
Postos no quarto de dormir, de noite, esses dispositivos ocasionam a inalayao continua do
inseticida, costume que tern originado diversos problemas, po is inseticidas nao devcm ser
utilizados em ambientes em que estejam pessoas ou animais. 0 mecanismo de ayaO dessas
19
substancias na~ c conhccido, mas tudo indica que elas combinam dois tipos de a~ao, urn sebre
o sistema nervoso central, Dutro sobre 0 periferico, 0 que as torna capazes de produzir
convulsoes e paralisias.
3 CLASSIFICAc;:AO DOS PRINCIPAlS PRAGUICIDAS QUANTO ATOXICIDADE AGUDA
Ametrina, atrazina, bromacil, carbutilato, eJorato de sodio,dalapon, Dicamba, diuron, picJoram, simazina, tricJoroacetatode sodioBentiocarb, 2-4D, dazomel, diquat, 2,4,S-T, swepArsenio de sOdio, dinitro-orto-cresol, dinoseb. paraquat,Pcntaclorofcnol, pcntaclorofenato de s6dio
Raticidas
Cila vermelha, cumacJoro, curnafuril, cumatetralil,norbormida, cumafeno, pindonaCiancto de calcio, fluoraeetato de sodio, fluoraeetamida,Fos[eto de zinco, fosforo branco, sulfuto de ullio
20
Os herbicidas tern sido ampiamente utilizados nos ultimos aoos em substitui~ao a capina
medinica fla agricultura, ferro vias e vias publicas. Os mais importantes sao: 0 paraquat, 0
clorofen6xis e os dinitrofen6is.
o paraquat, cujo principal produto comcrcial e 0 Gramoxonc, e extremamente taxieD. A
ingestao de dois gramas, 0 que corrcsponde a dcz mililitros do produto comercial, ja esuficiente para determinar grave intoxicayao. A merte pode sobreviver urn a tres dias apos a
ingeslao de 50 mililitros (1/4 de copo). As intoxicac;5es por paraquat sao scmprc dramaticas e
a maioria dos atingidos [alece sele a dez dias apos a exposic;ao. A subsui.ncia detennina lesoes
\ocais, renais, e se concentra nos pulmoes, cnde causa fibrose irreversivel. A maioria dos
lratamentos empregados ate hoje moslrou-se ineficiente, tendo sido quase sempre impossive!
evitar a morle dos pacientes. Algumas experiencias recentes, corn uso de imunodepressores,
pareccm ler apresentado resultados urn pouco melhores.
Esses produtos tern sido muito utilizados, tanto na agricuhura como em vias publicas. 0
paraquat e um herbicida de contato, portanto nao seletivo, malando tanto crvas daninhas como
quaisqucr outras plantas com que entre em contato.
Os dois principais representantes do grupo do clorofen6xis sao 0 acido 2,4
diclorofciloxiacetico (2,4-D) e 0 acido triclorofenoxiacetico (2,4,5-D. Diversos outros
derivados do 2,4-D e do 2,4,5-T tambCm sao utilizados como herbicidas. Sao produlos
bastante t6xicos, que podem provocar uma serie de disturbios digestivos, neuro16gicos e
museu lares.
Os derivados do clorofen6xis pcrsistem no meio ambiente e sua absoryao quase sempre
se dft por via oral, podendo ocorrcr por malayao. Ate pouco tempo atras, foram consideradas
rcsponsaveis por graves lewes nas populayoes expostas. Posteriormente, verificou-se que as
mesmas resultavam de um contaminanle, a dioxina. ESla e uma das mais t6xicas substancias
conhecidas, e sua DLso para mamiferos e rnedida em micrograrnas por quilo. A dioxina ebastante estavel, e sua vida media no solo chega a rna is de urn ana. E teratogenica, felieida e
cancerigena, alem de causar disturbios cutancos. 0 "agentc laranja", utilizado pelos
nortc-amcrieanos no Vietna como arma de guerra, e uma mistura de 2,4-D e 2,4,5-'1',
cOl1taminada com dioxina, que esteve presenlc em acidentcs como 0 de Seveso, na Italia. No
21
Brasil, os clorofcn6xis sao vendidos livremente como herbicidas c h<i denuncias de seu uso
mac it:;oem Tucurui, oode morrcram animais e pessoas.
Os dinitrofen6is e 0 pent8clorofenol sao utilizados como herbicidas, acaricidas,
fungicidas e inseticidas. Absorvidos por vias respiratoria, oral e dermica, causam alterat:;oes oa
rcspirac;:ao ceiuiar, provocando a elevac;:ao da temperatura cop6rea. Esse fato, associado a
ouLros sintomas que podem se manifestar, como nituscas, vomitos e aiterayao da cor da urina,
pcrmite que as intoxicac;:oes com essas substancias sejam confundidas com patologias d
origem infecciosa.
o pentac]orofeno] c usado sobretudo como conservante de madeira. Recentemente ficou
conhecido como "po da China" e causou varias mortes no Rio de Janeiro entre opcnirios que 0
transportavarn. 0 produto tern tambern sido considerado causador de cancer no horncm.
Outras substancias, relacionadas nas tabelas 3 e 4, tambcrn eausadoras de problemas asaude, sao livrcmente comercializados no Brasil. Algumas foram legal mente banidas, mas
continuam acessiveis. Ha pouco tempo, tivemos contato com provaveis casos de intoxica~ao
por fungieidas mercuriais em plantadores de tomate, muito embora os derivados do mercurio
tcnham sido proibidos no pais hoi. muitos anos.
o uso de inseticidas, raticidas e baraticidas banidos e tambcm urna constante em
ambientes domiciliarcs. 0 arsenio, proibido por nossa Icgisla~ao, e dos raticidas mais
utilizados, sendo cncontrado a venda ern quase todas as eidades brasileiras. Alem dos
problemas relatados, todas cssas substancias causam serios danos ao meio ambicnte, e seu uso
indiscriminado, muitas vezes eriminoso, tem causado a perda de vidas humanas e anima is.
o mais sensato scria rccorrer aos metodos natura is. procurando conhecer melhor a
biologia dos iOSCIOS,ervas daninhas e roedores para melhor combah~-Ios. As baralas, por
exemp)o, s6 procriam e vivem em arnbienles sujos, umidos, escuros, e penetram nas
rcsidcncias geralmente pclos ralos. Porque tIDOcolocar tclas nos ralos? E tam bern necessario
eoibir a propaganda enganosa, que apresenta os praguicidas para uso agricola e sobretudo os
destinados ao uso domestieo como substaneias inofensivas e atoxicas.
A incrementa~ao de programas de vigilancia epidemiologiea de pesticidas, que integrcm
os diversos profissionais envolvidos, como medicos, agr6nomos e sanitaristas, com efetiva
22
participm;ao dos agricultores e da populac;ao em geral, sera sem duvida fundamental para 0
equacionamento definitivo do problema.
4 AeDES OU LESDES CAUSADAS POR PRAGUICIDAS NO HOMEM
Lesocs hepilticas
elnseticidas organo-clorados
Lesoes rena is
elnseticidas organo-clorados
e Fungicidas fenil-mercllrios
e Fungicidas metoxi-etil-mercurios
Neurite perifcrica
elnseticidas organofosforados
e Herbicidas clorofenoxis (2,4,5- T)
Ac;ao ncurotoxica retardada
elnselicidas organofosforados (Ieptofos ou Phosvel e EPN)'"
e Desfolhantes (DEF e merfos ou Folex)
Atrofia testicular
e Fungicida tridemorfo (CaliximO
Estcrilidllde masculina por oligospermia
eNemeticida diclorobromopropano (DeBP ou Nemagon)'"
Cistitc hemorragica
e Acaricida c1ordimeforme (Galecron ou Fundal)**
Hipcrglicemia ou diabctcs transitoria
e Herbicidas clorofenoxis (2,4,-D c 2,4,5-T)
Hipcrtcmhl
e Herbicidas dinitrofenois e pentaclorofenol
Pncumonitc c fibrose pulmonar
e Herbicida paraquat (Gramoxone)
23
Diminuh;iio das defesas organicas pcla diminui~ao dos linf6citos imunologicamente
compctcntcs (produtorcs de anticorpos)
•Fungicidas trifcnilwcstanicos (Duter e Brestan)
Rca'Yoes de hiperscnsibilidadc (urticaria, alergia, asma)
elnseticidas piretroides e outros praguicidas
Tcratogcncsc
•Fungicidas mercuriais
• Dioxina (contaminante presente no herbicida 2,4,5-T)
Mutagcncsc
•Herbicida dinitro-orto-cresol (DNOC)
•Hrbicida trifluralina (Treflan)
elnseticida organo-clrorado (DDT)
elnseticida organofosforado (Malation)
Carcinogcnesc
Dernonstrada no homem ap6s exposiy80 ao herbicida aminotriazol ou Amitrol* e aos
compostos arsenicais inorganicos. *o desenvolvimento de tumores malignos em animais de laboratorios tem sido
Azotomonas, Micrococcus, Microbacterium, Nitrobacter, Nitrococcus e Nitrossomonas
(ALEXANDER, 1977).
Os agrotoxicos podem influir positivamcnte ou negativamenle sobre a comunidade
bacleriana, mediante irnpacto na minentlizacrao da materia organica ou nitrifica~ao e
desnitrifica,ao (ALEXANDER, 1977).
2.1.2 Fungos
Na maioria dos solos, os fungos constitucm grande parte do protoplasma microbiano
total, scndo um dos principais agentes da decomposicriIo em ambicntes acidos, alem de
represenlarem parte significativa da biomassa devido ao grande diamctro de seus filamentos e
extensa rede de micelios (ALEXANDE~ 1977; e BURGES, 1971). Estas estao intimamente
relacionadas com as particuias, unidas fisicamente aos agrcgados do solo e com frcqOencia os
penelram (ALEXANDER, 1977).
A abundancia e a atividade fisio1ogica da flora rungica, em diferentes habitats, variam
consideravelmente e a comunidade e sofre limitaryoes apreciiiveis, de acordo com 0 tipo de
solo e suas caracteristicas f1sicas e quimicas ( BURGES, 1971). Eslas innuencias sao
detcnninadas pelo microambicnte pedologico que os rodeia, dentrc as quais pode-se citar:
estado de decomposiryao da materia organica, concentraryao de ion hidrogenio, fertilizantes
28
organicos, fertilizantes inorganicos, nivel de umidade, aerayao, temperatura, posiyao no perfil
do solo, estayao sazonal e composiyao de vegetayao (BURGES, 1971).
A nutriyao dos fungos e hetcrotrofica, sendo sua distribuiyi'io determinada pela
disponibilidade de substrato carbonados oxidaveis (ALEXANDER, 1977).
A estimulay30 de sua atividade com a materia orgiinica compiementar e maior durante 0
periodo inicial da decomposiyao (BURGES, 1971). Os fungos ohtem 0 carbono mediante
sintese celular de molCculas organicas pre -formadas, tais como: ayucares, acidos organicos,
dissacarideos, amido, pectina, celulose, acidos graxos e da moh!cula de lignina que eparticularmente resislente a degradayao bacteriana (ALEXANDER, 1977).
Os principais generos estudados em muitos solos estao distribuidos especialmente na
camada rica em materia organica. Dentre estes, os mais representativos sao: Pecillium,
Chaetomium, Trichoderma, I-iumicola, Cladosporium e Chaetomium (ALEXANDER, 1977).
Na aplical(ao de agrotoxicos especificos, como os fungicidas, os fungos sofrem
aJteral(oes na longevidade e na inibil(ao de suas caracteristicas ambientais (JOI-lNEN &
DREW, 1977). MOUGIN et al. (1994) relataram que, a atividade biologica fungica diminui
cm 48% a concentrayao inicial do herbicida atrazina durante 4 dias de incubal(ao.
2.2 Agrotoxicos
Sao substancias quimicas utilizadas na agricultura moderna para combatcr pragas, quc
afetam as plantayocs (TANCK, 1992). Atualmcntc utilizam-se inumeras denominal(oes aos
agrotoxicos, como: pesticidas, defensivos agricolas, praguicidas, agroquimicos e produtos
fitossanitarios.
Con forme 0 grau de toxicidade, avaliados no laboratorio, sao classificados de acordo
com panimelros estabclccidos por orgao fiscalizador, neste caso 0 Instituto Brasileiro do Meio
Ambiente.
29
2.3 PrOCCSSQ de Biodcgrada~ao
A degrada<;:ao de compostos quimicos por microorganismos do solo, reflete no estagio e
nas caractcristicas da atividade microbiana, mas estc processo podc ser altcrado se as
propricdades do solo nao fOTem adequadas (WALKER, 1982). Dcsla forma, as caracteristicas
pedologicas devem proporcionar 0 minima de condiyoes de sobrevivencia para suSlcntar os
microorganismos, os quais auxiliariam no melabolismo de substancias quimicas que
forneceriam carbona e energia (TANK, 1992).
WOLFAARDT et al. (1995) comentam que as atividades microbianas sao tipicamente
interayocs entre duas ou mais populayoes em dcterminado ccOssislcma, 0 qual habilita
organismos a maximizar seus metabOlitos, mantendo a intcgridade e estabilidade da
comunidade.
Dois tipos principais de degradac;ao microbiana podern ser mencionados. Primeiro,
quando a decornposi~ao do agrotoxico e metabolizada completamentc e fornecendo carbono e
energia para 0 crescimento microbiano; segundo, quando a degrada<;ao e usualmente parcial,
nao fornecendo carbono c energia para 0 crescimento (WALKER, 1982). Diferentes grupos
quimicos e suas composic;oes, atraves da a~ao enzimatica microbiana, sofrem reduyao e
hidr6lise na forma,"o de produtos de rca,ilo (KORMELINK & VORAGE, 1993). Entao, no
processo de imobiliza~ao de celulas ou enzimas microbianas, a biocatabolise mostra-se
altamente satisfat6ria e com inumeras vantagens na rcac;ao de biodcgradac;ao (VEKOV A et aI.,
1995).
BRUNSBACH & REINEKE (1995) comprovaram que, alguns grupos de
microorganismos inoculados em solos contaminados, dcgradaram com eficiencia poluentes
aplicados em de 70%. A biotransformac;ao de compostos quimicos em outros, uti1izando-se de
sistemas de reduC;80, e dependentc da atividade microbiana, dos sedimentos, da adaptac;ao e
principalmentc dos fatores ambientais (BRY ANT, 1992).
KAZUMJ & CAPONE (1995) demonstraram que, sedimentos aquaticos utilizados na
transfonnac;ao microbiana de agrot6xicos, podem auxiliar nos processos de hidr61ise e
ox.idac;iio em zonas de diferentes condic;oes de reduc;ao. Inumeros estudos comprovam que,
30
sistemas fechados contendo cultura de microorganismos adaptados, tern capacidade de destruir
moleculas e eficiencia na alta concenlfa.;:ao de biomassa (CERNAKOY A, 1995).
DICK & QUINN (1995) relalaram que, microorganismos isolados do ambiente sao
estratcgicos para se investigar a capacidade de biodegradaC;8o d agrotoxicos em areas
representativas. Entretanto, colunas contendo celulas de microorganismos especificos para
metabolizar certos compostos, moslraram-se hibeis no processo e no crescimento uniforme da
biomassa (EDGEHILL, 1996).
A taxa de biodegradac;ao de agrotoxicos, em sistemas aer6bicos e anaer6bicos, pode seT
influenciada rela estrutura hidrof6bica ou pela presenc;a de grupos funcionais especificos
(KAWAMOTO & URANO, 1990; VEKOVA et aI., 1995; e WANG et aI., 1991).
2.4 Processo de Bio - remediayao
A bio-remedia(fi'io biologica do solo para compostos orgiinicos e uma tecnologia
promissora constituindo-se em alternativa para metodos mais dispendiosos como a
incenerayUO, solidificayao e exlra9ao por solventes (COMEAU, GREER & SAMSON, 1993).
Entretanto, a mineralizayao de compostos quimicos peJas comunidades microbianas do solo edependente da natureza do composlo e a frayao do solo com a qual interage prirneiro para
biodegradar (KNAEBEL et aI., 1996; e V1S00TTIVESETH et aI., 1995).
Metodos de tratamenta biol6gico para remcdiayao do solo, requcrem conhecimento das
caracteristicas e das propriedadcs dos contaminantes, bern como a geologia e hidrologia
edafiea (BANERJEE et aI., 1995).
KURITZ & WOLK (1995) verificaram que, microorganismos isolados do solo
apresentam habilidade natural para degradar agrot6x.icos, sendo caracterizados pela adaptaya.o
em sistemas de bio-remediayao contendo nutrientes organicos. Da mesma forma, Ll U et al.
(1996) e YADA V el a1. (1995) comprovaram que, modelos microbianos para biotransformar
composlos quimicos em metab61icos, tern potencial nas complexidades de interayao dos
xenobi6ticos com 0 ambiente, para melhor calaiizar as reayoes de oxidayao, reduyao,
conjugayao e degradayao.
31
2.5 Bic-reatores
GUERJN & KENNEDY (1992) comentam em seu trabalho que, em sistemas biol6gicos
aquasos, composlos quimicos podem ser degradados com facilidadc, desde que 0
monitoramcnto dos fatores fisico-quimicos scjarn ajustados conforme a molecula e a
concenlra~ao. Fatores para otirnizar 0 tratamento biol6gico incluem suplencia de oxigenio.
temperatura, pi-I, presen9a au adil'tao de microorganismos adequados e nutrientes, quantidade
de .gua e espa~o de mislura (homogeneiza~ao) (BANERJEE el aI., 1995). RYAN el al. (1991)
cit ado por BANERJEE el a1. (1995) dcscreveram varios tipos de bio-reatores, incluindo lase
-solida c fase - nodula, tendo esla boa performance oa mislura aliva c aerayao.
BERRY ct al. (1993) constatararn que, 0 aumento do tempo de incuba9iia de compostos
quimicos poluentes, em bio-reatores contendo turfa, pode dirninuir 0 cfcilO residual, atraves do
rpocesso de bidegrada<;ao nos microporos das intraparticuias. Contudo, MICHEL, REDDY &
FORNEY (1995) e ZACHARIAS, LANG & HANERT ( 1995) demonSlraram que, sislemas
de compostagem com residuos organicos auxiliam no processo de degrada<;ao microbiana e
humifica~ao de compostos quimicos. Da mesma forma, bio-reatores conlendo carbono alivo
granulado (CAG) apresentam grande capacidade adsortiva, 0 que aumenta a regenera<;uo
biologica pelos bio-filmes bacterianos que se desenvolvem nos microcofJX>s (SELIM &
WANG, 1994).
LEMOINE et al. (1991) avaliaram que, bio-reatores de dupla camara com celulas
imobilizadas, foram eficientes no controle do nuxo dos substratos pela estrutura composta.
KANG & STEVENS (1994) e SMITH el ai. (19910 verificaram que, bio-reatores fluidizados
aumentam a atividade microbiana e maior. PAGANO et al. (1995) descreveram que, 0 sistema
de bio-reator anaerobico apresenta potencial efetivo no processo de opera~ao, manutency3.o e
moniloramento, facilitando 0 acompanhamento da redu<;ao gradativa de poiuentes. Entrelanto,
bio-reatores com bio-filme aer6bico e anaer6bico em dois eSlagios, liveram sucesso no
processo de degrada~ao de organocJorados em compostos intermediarios soluveis em agua e
di6xido de carbo no (FATHEPURE & VOGEL, 1991).
32
2 Material e Mctodos
Tralando-se de revisao bibliografica, referente a sistemas de biodegrada~ao de
agrotoxicos, dividiu-se em itens espccificos para desenvolvimento cstrategico oa aplicayao das
tecnoiogias.
3.1 Area Gcognifica
Para 0 desenvolvimento das tccnologias de biodegrada~ao de agrotoxicos, serao
avaliadas 10 micro regioes estrategicas, sob 0 ponto de vista agricola, dentro do Estado do
Parana. Apcs delimita<;:ao, sera implantado urn nueleo de acompanhamento para monitorar a
venda dos produtos quimicos ate destinayao final das cmbalagens.
3.2 Destino das Embalagens
Apos uso do agro16xico, as embalagens serao encaminhadas as prcfeituras municipais,
scparadas pelo ti?odc material, colocadas em containers especiais e encaminhadas ao mieleo de
aeompanhamenlo, situado na micro regiao local. Deverao ser tratadas e lavadas conforme
tecnica apropriada e dcvolvidas para as empresas de origem ou rccicladas por industria
especializada.
3.3 Processo de Lavagem de Embalagens
Atravcs do nueleo de acompanhamento, as embalagens separadas serao encaminhadas
para a usina de purifica'tao, receberao tratamento adequado para 0 proccsso de lavagem. Como
as embalagens ja foram separadas pela Prefeitura Municipal, cada tipo de embalagem sofrera